Le biopsie cutanee non sono divertenti: i medici asportano piccoli grumi di tessuto per gli esami di laboratorio, lasciando ai pazienti ferite dolorose che possono richiedere settimane per guarire. È un prezzo che vale la pena pagare se permette di trattare il cancro in modo precoce.

Tuttavia, negli ultimi anni, gli sforzi diagnostici aggressivi hanno visto il numero di biopsie crescere di circa quattro volte rispetto al numero di tumori individuati, con circa 30 lesioni benigne ora biopsiate per ogni caso di cancro della pelle trovato.

I ricercatori dello Stevens Institute of Technology stanno ora sviluppando un dispositivo portatile a basso costo che potrebbe dimezzare il tasso di biopsie non necessarie e dare ai dermatologi e ad altri medici in prima linea un facile accesso alla diagnostica oncologica di laboratorio. “Non stiamo cercando di eliminare le biopsie“, ha dichiarato Negar Tavassolian, direttore del Bio-Electromagnetics Laboratory dello Stevens. “Ma vogliamo dare ai medici ulteriori strumenti e aiutarli a prendere decisioni migliori“.

Il dispositivo del team utilizza l’imaging a onde millimetriche – la stessa tecnologia usata negli scanner di sicurezza degli aeroporti – per scansionare la pelle del paziente. (In un lavoro precedente, Tavassolian e il suo team dovevano lavorare con pelle già sottoposta a biopsia perché il dispositivo potesse rilevare se era cancerosa).

I tessuti sani riflettono i raggi a onde millimetriche in modo diverso da quelli cancerosi, quindi è teoricamente possibile individuare i tumori monitorando i contrasti nei raggi riflessi dalla pelle. Per portare questo approccio nella pratica clinica, i ricercatori hanno utilizzato algoritmi per fondere i segnali catturati da più antenne diverse in un’unica immagine ad altissima larghezza di banda, riducendo il rumore e catturando rapidamente immagini ad alta risoluzione anche del più piccolo neo o imperfezione.

Il team, guidato da Amir Mirbeik Ph.D. ’18, ha utilizzato una versione da tavolo della sua tecnologia per esaminare 71 pazienti durante visite cliniche reali, scoprendo che i suoi metodi erano in grado di distinguere con precisione lesioni benigne e maligne in pochi secondi. Utilizzando il loro dispositivo, Tavassolian e Mirbeik sono riusciti a identificare il tessuto canceroso con una sensibilità del 97% e una specificità del 98%, un tasso competitivo anche con i migliori strumenti diagnostici di livello ospedaliero.

“Esistono altre tecnologie di imaging avanzate in grado di rilevare i tumori della pelle, ma si tratta di macchine grandi e costose che non sono disponibili in clinica“, ha dichiarato Tavassolian, il cui lavoro è pubblicato sul numero del 23 marzo di Scientific Reports. “Stiamo creando un dispositivo a basso costo, piccolo e facile da usare come un cellulare, in modo da portare la diagnostica avanzata alla portata di tutti“.

Poiché la tecnologia del team fornisce risultati in pochi secondi, un giorno potrebbe essere utilizzata al posto di un dermatoscopio a ingrandimento nelle visite di routine, fornendo risultati estremamente accurati quasi all’istante. “Ciò significa che i medici possono integrare una diagnostica accurata nelle visite di routine e, in ultima analisi, curare un maggior numero di pazienti“, ha dichiarato Tavassolian.

A differenza di molti altri metodi di imaging, i raggi a onde millimetriche penetrano in modo innocuo nella pelle umana per circa 2 mm, quindi la tecnologia di imaging del team fornisce una chiara mappa 3D delle lesioni scansionate. I futuri miglioramenti dell’algoritmo che alimenta il dispositivo potrebbero migliorare significativamente la mappatura dei margini delle lesioni, consentendo una biopsia più precisa e meno invasiva per le lesioni maligne.

Il prossimo passo consiste nel confezionare il kit diagnostico del team su un circuito integrato, un passo che potrebbe presto consentire di produrre dispositivi diagnostici palmari a onde millimetriche funzionali a un prezzo di soli 100 dollari al pezzo, una frazione del costo delle attuali apparecchiature diagnostiche di livello ospedaliero. Il team sta già lavorando per commercializzare la propria tecnologia e spera di iniziare a mettere i propri dispositivi nelle mani dei medici entro i prossimi due anni.

“Il percorso da seguire è chiaro e sappiamo cosa dobbiamo fare“, ha dichiarato Tavassolian. “Dopo questa prova di concetto, dobbiamo miniaturizzare la nostra tecnologia, abbassare il prezzo e portarla sul mercato“.